色氨酸（Tryptophan）對于機(jī)體非常重要，它……
是人體必需氨基酸之一，是DNA構(gòu)建模塊組成之一。是大多數(shù)含蛋白質(zhì)的食品或膳食蛋白質(zhì)的一個(gè)常規(guī)成分，可以從雞肉、火雞、蛋類、奶酪和巧克力等食物中攝取。
是合成的血清素（Serotonin，5-HT）的底物。這種神經(jīng)傳遞素負(fù)責(zé)控制睡眠模式、食欲和情緒。可以有效地抑制中樞神經(jīng)的興奮度，從而使自身感到有些困倦。五羥色胺在人體內(nèi)進(jìn)一步可轉(zhuǎn)化生成褪黑素，這種物質(zhì)經(jīng)過證實(shí)具有抗老化、鎮(zhèn)靜神經(jīng)、增強(qiáng)記憶力和改善睡眠的作用。
是植物體內(nèi)生長素生物合成重要的前體物質(zhì)，其結(jié)構(gòu)與IAA相似，在高等植物中普遍存在。
圖1 通過5-HT、Kyn和AhR途徑的Trp代謝途徑
色氨酸及其代謝物的代謝通路（圖1）具有多種重要功能……
五羥色胺（5-HT）通路中，色氨酸可以在人體內(nèi)進(jìn)一步可轉(zhuǎn)化生成褪黑素，這種物質(zhì)經(jīng)過證實(shí)具有抗老化、鎮(zhèn)靜神經(jīng)、增強(qiáng)記憶力和改善睡眠的作用。還可以使腦垂體合成更多的血清素，來傳遞更多令人心情愉快的信號，從而減少患抑郁癥的可能。
犬尿氨酸（Kynurenine）通路是色氨酸代謝的主要途徑，由于這一通路與神經(jīng)、免疫及內(nèi)分泌系統(tǒng)關(guān)系密切，該途徑中的代謝產(chǎn)物或酶系在中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)生、發(fā)展過程中發(fā)揮不同的生物學(xué)作用。
吲哚（Indole）是芳香雜環(huán)有機(jī)化合物，是許多吲哚類代謝產(chǎn)物的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，比如褪黑素、生長素等等，吲哚類物質(zhì)對于動(dòng)物、植物都有著非常重要的研究意義。
圖2 Trp代謝在腸道菌群環(huán)境下的宿主生理及代謝情況
同時(shí)，腸道菌群對于色氨酸代謝也會(huì)產(chǎn)生影響（圖2），比如腸道菌群可以直接代謝色氨酸，代謝產(chǎn)物包括芳香烴受體的配體，在免疫穩(wěn)態(tài)、腸道屏障功能中發(fā)揮作用；免疫細(xì)胞及上皮細(xì)胞通過吲哚胺2,3-加雙氧酶1（IDO1）介導(dǎo)的犬尿氨酸途徑，在炎癥、免疫反應(yīng)、神經(jīng)功能中扮演重要角色；腸嗜鉻細(xì)胞通過色氨酸羥化酶1（TpH1）介導(dǎo)的5羥色胺產(chǎn)生途徑，腸道來源的5羥色胺具有刺激腸道運(yùn)動(dòng)、促進(jìn)腸-腦軸信號等功能等等。
圖3 代謝紊亂引起的相關(guān)疾病
色氨酸三條代謝通路紊亂會(huì)引起諸多疾病，圖3中箭頭粗細(xì)表示該通路活化的強(qiáng)度，從圖可以看出，腸道疾病和其他疾病緊密相關(guān)，這意味著將異常的代謝通路恢復(fù)到平衡狀態(tài)是一種有效的治療策略。[1]
色氨酸也可以作為腫瘤標(biāo)志物，能反映腫瘤發(fā)生、發(fā)展過程，同時(shí)也可以監(jiān)測腫瘤對治療的反應(yīng)效果：
結(jié)直腸癌是一種生長較慢、潛伏期較長、進(jìn)展緩慢的惡性腫瘤。研究表明，結(jié)直腸癌患者色氨酸、5-羥基吲哚乙酸顯著升高，證實(shí)色氨酸代謝通路變化與結(jié)直腸癌的發(fā)生密切相關(guān)。[2]
黑色素瘤(melanoma)與腎細(xì)胞癌 (renal cell carcinoma,RCC) 患者在使用PD1抑制劑后，色氨酸的代謝產(chǎn)物——犬尿氨酸顯著上調(diào)（圖4）揭示信號傳導(dǎo)仍可能是相關(guān)腫瘤治療靶標(biāo)要點(diǎn)。[3]
圖4 使用Nivolumab后，紅點(diǎn)表示犬尿氨酸，顯著上調(diào)
膀胱癌是泌尿系統(tǒng)最常見的惡性腫瘤，是全身十大常見腫瘤之一，占我國泌尿生殖系腫瘤發(fā)病率的第一位。研究發(fā)現(xiàn)，膀胱癌色氨酸的異常代謝可產(chǎn)生氨基苯乙酮、鄰氨基苯甲酸等代謝物，會(huì)影響細(xì)胞的RNA和DNA合成。而這些代謝產(chǎn)物經(jīng)過肝臟作用排泄入膀胱，由β-葡萄糖醛酸甙酶作用后，具有致癌作用。
肝細(xì)胞癌（HCC）是原發(fā)性肝癌的一種病理類型，占肝癌的90%左右。國內(nèi)一項(xiàng)大規(guī)模人群代謝組學(xué)研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，苯丙氨酸-色氨酸可作為標(biāo)志物組合中的一項(xiàng)指標(biāo)。[4]
圖5 苯丙氨酸-色氨酸（Phe-Trp）的血清相對濃度不同，可作為潛在biomarker
色氨酸無論是在動(dòng)植物還是微生物中，都有著非常重要的意義，阿趣代謝針對色氨酸代謝通路推出了色氨酸代謝通路物質(zhì)高通量靶標(biāo)檢測產(chǎn)品，歡迎各位老師垂詢服務(wù)熱線400-664-9912。
色氨酸代謝通路物質(zhì)檢測列表
樣本量要求：
動(dòng)物及臨床組織標(biāo)本：200mg/sample
血清、血漿：200uL/sample
細(xì)胞：1*107cell/sample
糞便：200mg/sample
檢測平臺(tái)：Sciex QTRAP? 6500+
參考文獻(xiàn)：
[1] Agus Allison,Planchais Julien,Sokol Harry,Gut Microbiota Regulation of Tryptophan Metabolism in Health and Disease.[J] .Cell Host Microbe, 2018, 23: 716-724.
[2] 楊陽, 王志鵬, 高守紅,等. 代謝組學(xué)在結(jié)直腸癌腫瘤標(biāo)志物發(fā)現(xiàn)中的研究進(jìn)展[J]. 藥物分析雜志, 2018(6).
[3] Li Haoxin,Bullock Kevin,Gurjao Carino et al. Metabolomic adaptations and correlates of survival to immune checkpoint blockade.[J] .Nat Commun, 2019, 10: 4346.
[4] Luo Ping,Yin Peiyuan,Hua Rui et al. A Large-scale, multicenter serum metabolite biomarker identification study for the early detection of hepatocellular carcinoma.[J] .Hepatology, 2018, 67: 662-675.
